牛顿第一定律(新课).ppt
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1、七 牛顿第一定律,第七章 运动和力,牛顿的故事 牛顿(16421727)是英国著名的 物理学家和数学家,在力学、光学、天文学、数学等方面 有巨大贡献,他发现了万有引力定律和光的色散,总结概括出了著名的牛顿运动三定律,奠定了经典物理学的基础。牛顿自幼喜欢读书和思考。牛顿读书和思考时非常专心,由 此闹出很多笑话。一次,他一边读书一边煮鸡蛋,等他揭开锅准 备吃鸡蛋的时候,发现锅里煮的竟是自己的怀表。还有一次,他 请一位朋友吃饭,菜已摆到桌上,可是牛顿突然想到一个问题并 回到自己的书房,很久也不出来。朋友等得不耐烦,便自己吃起来,还把牛顿的那一份也吃了,骨头留在盘子里,然后不辞而 别。牛顿从书房里出来
2、,看到盘子里的骨头,自言自语地说:“我还以为自己没吃饭呢,原来已经吃过了。”牛顿在科学上作出了重大的贡献,获得了崇高的荣誉,但是 他非常尊重前人的研究成果。他说:“如果说我曾经看得远一些,那是因为我站在巨人们的肩上。”,运动和力有什么关系?,物体要运动起来该怎么办?,一个运动的物体如果不受力了,这个物体会如何运动?,想想议议:,维持运动需要力吗?,你一定有过这样的生活经验:在平地上骑自行车的时候,即使不踩踏板,车会前进一段距离,但因为没有继续用力,它最终还是要停下来。生活中常会遇到这类现象。,例如:关闭的发动机的列车会停下来 自由摆动的秋千会停下来 还有打出去的球也会停下来,2000多年前,古
3、希腊哲学家亚里士多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点:,一、历史回顾:,1、亚里士多德的观点:,必须有力作用在物体上,才能使物体保持运动状态。力是维持物体运动的原因,2、伽利略的观点,物体的运动不需要靠力来维持,物体的运动不需要靠力来维持,两种说法哪个是正确的?,力是维持物体运动的原因,讨论与思考:,力与运动的关系,现实生活中小球会做怎样的运动?其原因是什么?,由于摩擦力的作用,小球不可能回到原来的高度,沿水平面也不可能永远运动下去,伽利略理想斜面实验,A,B,C,D,E,v,物体的运动不需要力来维持,力与运动的关系,伽利略的理想斜面实验指出了:力不是维持物体运动的原因,而只是改
4、变物体运动状态的原因,理想实验研究方法:以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而更深刻的揭示自然规律。,力与运动的关系,笛卡儿(Descartes,1596-1650),笛卡儿的观点:除非物体受到外力的作用,否则物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。,力与运动的关系,牛顿第一定律的引入,伽利略斜面实验,最大,最短,较长,较大,最长,较小,探究:阻力对物体运动的影响,结论:平面越光滑,小车运动的距离越,说明小车受到的阻力越,速度减少得越。,远,小,慢,运动的车减速并最终停下来的原因是受到摩擦阻力的作用。,1、为什么每次都要让同一
5、小车从同一斜面、同一高度由静止释放?2、小车为什么最终会停下来?(小车停下来的原因是什么?),【分析论证】,请思考下列问题:,使小车获得相同的水平初速度,最大,最短,较长,较大,最长,较小,?,阻力为零,想象,光滑表面,如果我们想像一下,假设小车是在光滑的水平表面(没有了摩擦阻力)运动,推理一下,小车会如何运动下去?,实验结论:,物体的运动不需要力来维持,!,这个结论是通过实验进行证实的吗?,这个结论是建立在可靠的事实基础之上,通过科学推理而得到的,它不可能通过实验来证实,但是它的结论是符合科学道理的。,法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的论点,提出:如果没有其它原因,运动的物体将继续以同一速
6、度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向,伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述,但是没有指明原因是什么,这个原因跟运动的关系是什么。,存在的问题:,笛卡尔的观点:,牛顿总结了前人的经验,指出了加速和减速的原因是什么,并指出了这个原因跟运动的关系,这就是牛顿第一定律。,艾萨克 牛顿(Issac Newton,1642年1727年),二、牛顿第一定律:,1)一切物体都遵守牛顿第一定律。,4)物体的运动不需力来维持。,5)牛顿第一定律不可能用实验直接验证。,2)“牛顿第一定律”表达了物体不受外力时的运动 规律,3)物体不受力时,原来静止总保持静止,原来运动就总保持原来的速度和方向匀
7、速直线运动下去。物体具有这种把原来运动状态保持下去的性质。,内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有不平衡的外力迫使它改变这种状态.,牛顿第一定律,力是改变物体运动状态的原因,力不是维持物体运动的原因,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态,理解,牛顿第一定律,不受外力作用的物体是不存在的,牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态,是一种理想化状态,这种状态虽不能实现,但在现实中却可以用合力为0的状态来代替它,或者说合力为0与不受外力是等效的,这样就使得牛顿第一定律在实际应用中有了实际意义,惯性现象,惯性与质量的关系,惯性:物体保持原来静止
8、状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。,(1)、惯性是物体的固有属性。,(2)、质量-是惯性大小的唯一量度。惯性与物体的运动状态、所处位置等外部条件无关。,(3)、惯性现象:在一定条件下,物体由于惯性而显现出来 的现象。能正确解释惯性现象。,牛顿第一定律也叫惯性定律,三 惯性,解释下列惯性现象:1、汽车紧急刹车时的惯性现象。2、汽车起动时的惯性现象。,3、拍打衣服可出去灰尘。4、使劲甩手可把手上的水甩掉。5、工人用铁锹把煤扔到炉火中。,6、向下重击榔头柄,榔头会夹紧木柄。7、跳起后,仍会落回原处,而不会被高速自转的 地球抛下。8、宇航员走出飞船后,仍能与飞船“并肩”前进,而不会落在飞船后面。,思
9、考:惯性的大小与什么因素有关呢?,只与质量有关,质量越大惯性越大,质量越小惯性越小,(3)惯性及对惯性的理解,惯性是一切物体的固有属性,与物体是否受到外力、物体是否运动均没有关系,质量才是惯性大小的唯一量度。,问题一:运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性?,问题二:运动速度大的物体惯性就大呢?,问题三:“惯性”是不是就是“惯性定律”?,不是,惯性是物体本身固有的一种属性,它跟物体受不受外力无关。惯性定律是物体在某个特定的环境(不受外力)下具有惯性的表现,错,惯性与物体的运动状态无关,错,决定惯性的唯一量度就是质量,问题四:惯性是一种特殊的力吗?,不是,惯性是物体本身固有的一种属性,而力是物体之
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